紧急停止装置以及使用该紧急停止装置的电梯的制作方法

本发明涉及电梯，尤其涉及电梯所具有的紧急停止装置。

背景技术：

以往，电梯中设置有紧急停止装置作为安全装置，该紧急停止装置用于在轿厢超过一定的限制速度而下降时以适当的减速度使轿厢停止。

紧急停止装置在轿厢的速度达到规定的下降速度以上的情况下，在制动弹簧内提起两个楔状的制动件而使之与设置在升降通道内的导轨接触，从而对导轨赋予因制动弹簧的弹性变形而产生的复原力，产生制动力，通常制动件组装有具有适当的摩擦系数和耐磨损性的摩擦材料。这样的紧急停止装置例如记载于专利文献1。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2001-289270号公报

导轨基本上根据规格来确定尺寸、化学成分、机械性质等，但加工方法未特别确定，由各制造商来决定。在将导轨加工成规定的尺寸时，在切削、拉削或刨光加工等前加工之后，利用研磨机进行表面加工。通常，在对金属材料进行塑性加工时，随着变形的程度增加，相对于变形的阻力增大，与未受到变形的材料相比变硬。将此加工称作加工硬化。这与称作错位的导轨晶体中的线状缺陷相关。金属的硬度由错位移动的难易度决定，若错位难以移动，则说明金属硬。当塑性变形加大时错位加大，积累而交错的错位难以移动，其结果是金属变硬。

因此，通过在加工时进行多大程度的塑性变形来决定加工面的硬度。由于加工方法或条件、例如切削速度、切削量、研磨方法、研磨材质等由各制造商独自设定，因此塑性变形量变化，表面硬度出现差异。而且，越朝导轨的深部而硬度逐渐地变低，在较深的区域不受到塑性变形而显现出原材料本身的硬度值，因此成为大体恒定的值。相对于导轨的深度的硬度差呈现在表面附近变大而在深部变小的趋势。

当导轨硬度不同时，制动件与导轨所产生的摩擦力、摩擦系数发生变化。当导轨变硬时，摩擦力、摩擦系数减小。这是因为，当导轨较硬时，导轨与制动件间的真正接触面积a减小。在将每单位面积的剪切力设为s时，摩擦力f由f＝a×s表示。因此，当接触面积a较小时，摩擦力f变小，因此摩擦系数也较小。

紧急停止装置的规格决定了使用相同的制动件进行多次试验后落入规定的减速度的情况。减速度随着弹簧力以及摩擦系数的下降而变小。

弹簧力的下降原因由制动件的磨损引起，因此在现有技术中，将制动件设为适当的硬度来确保耐磨损性，从而将弹簧力的下降抑制到某种程度。另一方面，作为摩擦系数的下降原因之一，由于在进行了第一次试验的制动件中不均匀地粘连有导轨屑，因此在第二次试验中与导轨的抵接状态变得不稳定。另外，屑粘连层相比制动件较软，因此，与导轨的咬合较弱，无法充分地在导轨表面上进行切削。因此，在第二次试验中，成为在硬度高的导轨表面附近的摩擦，因此摩擦系数减小。尤其是在额定速度低的规格中，制动距离短，上述现象容易变得显著。其结果是，可能在多次试验中无法确保规定的减速度。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提供一种具备如下紧急停止装置的电梯，该紧急停止装置即便多次使用相同的制动件也能够维持摩擦系数变动小且稳定的制动特性。

为了解决上述课题，本发明的一方式的电梯具有在紧急制动时利用将制动件按压于导轨而产生的摩擦力使轿厢停止的紧急停止装置。该紧急停止装置包括具有第一滑动部和第二滑动部的制动件，该第一滑动部沿滑动面的水平方向配置有与导轨对置且由前端侧的滑动面窄而底边宽的锥状形成的多个突起，该第二滑动部配置在比第一滑动部靠铅垂方向的下侧的位置，且形成于在与导轨大致正交的方向上且沿滑动面的水平方向上延伸的槽的上表面。制动件的滑动面在铅垂方向上相对于导轨形成凸曲面，第二滑动部位于凸部顶点附近，该紧急停止装置在制动件的摩擦面上具备挖掘出所述导轨表面的加工硬化部的多个突起以及削掉该加工硬化部且沿横向延伸的边缘，该边缘在所述轿厢的下落方向上位于比所述突起靠下游侧的位置，并且，制动件的摩擦面相对于导轨长边方向为凸曲面，边缘位于凸部附近。

另外，紧急停止装置也可以为，为了将制动件按压于导轨而在制动件的背面配置的辊单元的辊的设置密度设置为，在边缘附近处的背面位置的设置密度高于在边缘附近以外的背面位置的设置密度。

另外，紧急停止装置具有的制动件也可以为，将辊单元按压于制动件背面的引导件的形状相对于制动件背面为凸曲面，凸部顶点附近成为制动件的边缘附近的水平位置。

另外，为了将紧急停止装置具有的制动件按压于导轨而在制动件的背面侧配置的多个弹簧中的、在制动件的边缘附近的背面配置的弹簧设定为比其他部位大的弹簧力。

发明效果

根据本发明的一方式，能够提供具备如下紧急停止装置的电梯，该紧急停止装置即便多次使用相同的制动件也能够维持摩擦系数变动小且稳定的制动特性。

附图说明

图1是示出实施例中的电梯的结构的图。

图2是示出本发明的一实施方式的紧急停止装置的制动件的主视图和纵向剖视图。

图3是示出本发明的一实施方式的紧急停止装置的主视图。

图4是说明相对于导轨的深度方向的硬度变化程度的图。

图5是示出比较例的制动件的主视图。

图6是说明使用比较例的制动件时的第一次在导轨表面上的切削方法的图。

图7是说明使用比较例的制动件时的第二次在导轨表面上的切削方法的图。

图8是说明使用本发明的紧急停止装置的制动件时的第一次在导轨表面上的切削方法的图。

图9是说明使用本发明的紧急停止装置的制动件时的第一次在导轨表面上的切削方法的图。

图10是示出比较例与本发明的紧急停止装置的制动件中的摩擦系数的变动比例的图。

图11是示出本发明的另一方式的紧急停止装置的主视图。

附图标记说明：

1：制动件；2：横向边缘；23：突起；34：钝角部；5：直角部；6：槽；7：紧急停止装置；8：导轨；9：框体；10：引导构件；11：弹簧；12：辊单元；16：加工硬化部；25：切屑；27：凸曲面。

具体实施方式

图1示出具备紧急停止装置的电梯结构。在图1中，供乘客乘坐的轿厢46通过多根绳索45而与处于建筑物最上层的未图示的驱动系统连结。图1中未图示门开闭机、外框的详细结构等。

在升降通道的两侧的升降通道壁设置有对轿厢46的升降进行引导的一对导轨8。紧急停止装置7也设置于相反侧的导轨8，对此未图示，两者通过未图示的连接机构连结。一对制动件1以能够夹持导轨8的方式与导轨8保持稍许间隙地配置。制动件1的背面成为上方变窄的楔状的平滑的倾斜面。导轨8的材质由金属构成，例如使用通常构造用轧制钢材等。另外，从导轨8的表面到规定的深度为止具有加工硬化部，越接近表面则硬度越高。在轿厢46的下端部，以夹着各导轨8的方式设置有紧急停止装置7。紧急停止装置7具有框体9，在框体9的内部包括多个制动件1。

多个制动件1与轿厢46向紧急停止装置7的接地相应地，使多个制动件1夹住导轨8。另外，制动件1也可以构成为相对于导轨8左右对称。

图2是本发明的一实施方式的紧急停止装置7的制动件1的主视图和纵向剖视图。在主视图中，在与图1所示的导轨8接触的摩擦面具备多个突起3和沿大致水平方向(箭头36)延伸的边缘2(以下称作横向边缘2)2。突起3具有大致菱形的摩擦面3a。摩擦面3a通过例如在摩擦面上隔开规定间隔地加工多个双斜槽4a、4b而得到。双斜槽4a、4b的角度大致为90度，但不局限于此。另一方面，横向边缘2通过例如沿制动件1的箭头36方向加工槽而得到。而且，横向边缘2在轿厢下落方向(箭头35)上位于比突起3的配置位置靠下游侧的位置，且位于制动件长边方向的中央附近。

剖视图示出剖切主视图的aa部而得到的图。制动件1呈上边窄且下边宽的楔状。摩擦面沿轿厢下落方向(箭头35)形成凸曲面27，背面为平滑的倾斜面。例如，摩擦面的凸曲面的突出高度26为约数十微米。突起3部的槽部6的剖面形状呈大致v字型，且相对于箭头37的倾斜角度为大致±45度。因此，突起3成为前端侧的摩擦面3a窄且槽底面侧的底边宽的棱锥状。通过形成该棱锥状，即便采用较小的突起也能够确保强度，即便向摩擦面作用摩擦力也不会破坏该突起。横向边缘2由摩擦面3a和摩擦面所具备的沿水平方向(箭头36)延伸的凹部槽的上表面2b这两个面形成，两个面间的角度为大致90度。

换句话说，紧急停止装置7包括具有第一滑动部3和第二滑动部2a的制动件1，该第一滑动部3沿滑动面的水平方向配置有与导轨8对置且由前端侧的滑动面窄且底边宽的锥状形成的多个突起3a，第二滑动部2a配置在比第一滑动部3靠铅垂方向的下侧36的位置，且形成于在与导轨8大致正交的方向上且沿滑动面的水平方向延伸的槽的上表面2b。制动件1的滑动面在铅垂方向上相对于导轨8形成凸曲面27，第二滑动部2a位于凸部顶点附近。

制动件1的材质能够应用具有适当的摩擦特性和耐磨损性的、例如用于工具钢的sk材料等。另外，凸曲面的加工能够通过通常的机械加工来进行。

图3是示出本发明的一实施方式的紧急停止装置的主视图。紧急停止装置7构成为夹着导轨8而左右对称。导轨8的材质由金属构成，例如使用通常构造用轧制钢材等。一对制动件1以能够夹持导轨8的方式与导轨8保持稍许间隙地配置。制动件1的背面成为上方变窄的楔状的平滑的倾斜面。一对引导构件10的内侧形成与制动件1的倾斜面平行的倾斜面，外侧成为垂直面，利用弹簧11夹住垂直面。弹簧11成为与导轨8对置的一侧开放的u字状。在制动件1与引导构件10之间设置有辊单元12。在制动件1的下方设置有用于起动紧急停止装置7的未图示的驱动机构所具备的提拉板4。上述的制动件1、以及提拉板4、引导构件10、弹簧11收纳在框体9内。

如图1所示，紧急停止装置设置于轿厢的升降方向的下降方向上的例如底坑，且相对于在升降通道壁设置的两根导轨而独立安装。

图4是说明相对于导轨的深度方向的硬度变化程度的图。导轨15的硬度示出在表面高、且随着深入深度方向而硬度变低的趋势。这是由前述的加工硬化造成的。在该情况下，因加工制造商的导轨的加工方法或条件的不同等因素，使导轨表面的塑性变形量变化，从而硬度出现差异。对于该加工硬化部，虽然存在若干差异，但为从导轨表面起0.04～0.1mm左右的稍许深度，在此以上的较深的区域中，不受到塑性变形而示出原材料本身的硬度值，成为大体恒定的值。另外，相对于导轨的深度的硬度差示出在表面附近大且在深部变小的趋势。此外，随着接近导轨的另一面(背面)，硬度逐渐变高，对此未图示。

接下来，在导轨深度方向上对硬度差进行比较。在将深度位置d1的硬度设为h4、将深度位置d2的硬度设为h3、将深度位置d3的硬度设为h2、将深度位置d4的硬度设为h1、且将深度位置的差异d2-d1与d4-d3设为相等时，深度d2与d1的硬度差h4-h3以及深度d4与d3的硬度差h2-h1之间的关系成为h4-h3＞h2-h1。即，距导轨的表面越深，塑性变形量越急剧地减小而示出原材料本身的硬度值，因此，即便产生相同的深度位置的差异，在表面侧的硬度差也变大，而在深部侧的硬度差也变小。

图5示出相对于图2所示的本实施例的制动件的比较例的制动件的主视图。与本实施例的制动件相比，比较例的制动件是不存在横向边缘且仅在摩擦面形成有突起3的制动件。若将制动件搭载于紧急停止装置来调整弹簧力，则在制动件与导轨之间发挥规定的摩擦力，在第一次试验中得到规定的减速度。

图6是说明使用比较例的制动件时的第一次在导轨表面上的切削方法的图。(a)示出导轨8的横向剖视图。横轴表示导轨宽度方向且纵轴表示导轨深度方向。将比导轨表面位置深的位置设为d2。导轨剖面以分为加工硬化部16和未硬化部17的方式模拟地示出。加工硬化部16成为比深度d2深的位置关系。

(b)示出利用制动件摩擦了导轨时的导轨表面的切削方法。另外，一并示出制动件的突起3进行摩擦的位置关系。当从(a)的状态起通过弹簧将制动件按压于导轨而进行摩擦时，制动件的突起3咬入导轨8的加工硬化部16表面，导轨8的加工硬化部16在被切削的同时发挥摩擦力。在此，在菱形的突起3中的与导轨8的加工硬化部16接触最长的中央位置19处，导轨8的加工硬化部16的切削深度深，菱形的突起3的左端部侧18和右端部侧20的切削深度变浅。因此，导轨的切削深度产生偏差。虽然通过缩窄突起3的间隔而使该趋势得以缓和，但若缩窄间隔，则切屑会堵塞槽，从而该切屑妨碍摩擦而使摩擦力(摩擦系数)变小。因此，在减小间隔的方面存在极限。

导轨的加工硬化部16的切削深度的程度受到导轨的硬度、将制动件按压于导轨的面压、制动件的接触长度的影响。当硬度高时，切削深度浅，仅停留在加工硬化部的区域内。并且，仅具有突起3时引起切削深度的偏差，换言之，产生具有硬度分布的区域内的摩擦。即便如此，若调整弹簧力，则也能够在第一次试验中得到规定内的减速度。

图7是说明使用比较例的制动件时的第二次导轨表面的切削方法的图。在进行第二次试验时导轨使用未使用部位，因此(a)成为与图6相同的状态。(b)示出与图6同样地利用制动件摩擦了导轨时的导轨表面的切削方法。第二次的制动件的摩擦面成为通过第一次试验切削导轨而产生的切屑25熔解粘连于表面的状态。当从该状态通过弹簧将制动件按压于导轨进行摩擦时，制动件的突起3咬入导轨8的加工硬化部16表面，导轨8的加工硬化部16在被切削的同时发挥摩擦力。但是，咬入的深度受到抑制，仅停留在相比第一次的深度d1较浅的d2。这是因为，粘连到制动件的切屑造成妨碍。通常，切屑的硬度(导轨硬度)小于制动件的硬度。导轨硬度即便通过加工硬化也为制动件硬度的约一半左右。因此，制动件表面的表观硬度下降而使导轨的切削深度受到抑制。

因此，当在图4所示的相对于导轨的深度方向的硬度变化程度的图表中应用第一次和第二次试验中的导轨的硬度时，两者的硬度差成为d2-d1，摩擦系数与该硬度差相应地下降，根据情况的不同，在第二次试验中有可能无法获得规定的减速度。

另外，当成为高面压时，突起3的磨损加剧，弹簧力下降而使摩擦力变小，无法维持规定次数的制动性能。当增大制动件的长度时，装置的大小变大，是不优选的。

图8是说明使用本实施例的紧急停止装置的制动件时的第一次在导轨表面上的切削方法的图。(a)、(b)示出与图6相同的状态。(c)示出模拟了横向边缘2发生摩擦后的状态的图。当从在(b)所示的仅突起3的摩擦中存在切削深度的偏差的状态到横向边缘2发生摩擦时，横向边缘2咬入被突起3挖掘出表面后的状态的导轨的加工硬化部16，容易进入至导轨的较深的位置，在该状态下摩擦时，能够在利用横向边缘2几乎削掉到导轨的加工硬化部为止的深度部分的同时进行摩擦。此外，通过将横向边缘设置在摩擦面成为凸曲面的制动件的最突出的位置，从而将制动件按压于导轨时的按压力相比突起位置变大，能够切削至导轨的加工硬化部以上的深部d4。

图9是说明使用本实施例的紧急停止装置的制动件时的第二次在导轨表面上的切削方法的图。(a)、(b)示出与图7相同的状态。在第二次试验中，如上所述，由于切屑粘连到制动件表面，因此抑制了突起向导轨的咬入。(c)示出模拟了横向边缘2发生摩擦后的状态的图。通过在形成横向边缘的垂直面2a上附着切屑，虽然使横向边缘的咬入作用稍微减弱，但能够在切削至进入导轨的加工硬化部深度附近位置d3的同时进行摩擦。

因此，当在图4所示的相对于导轨的深度方向的硬度变化程度的图表中应用第一次和第二次试验中的导轨的硬度时，两者的硬度差成为d4-d3，与比较例中的硬度差d1-d2相比，几乎削掉加工硬化部，由此能够将该差异抑制得较小，能够减小第一次和第二次试验的摩擦系数变动。其结果是，若以使第一次的减速度成为规定范围中央值附近的方式进行弹簧力调整，则第二次的减速度的下降较小，因此难以低于规定范围下限值。

图10是将本实施例的紧急停止装置的制动件和比较例的制动件分别搭载于紧急停止装置后分别进行连续两次落下试验、示出摩擦系数的下降比例的图。以额定速度为90m/min、落下质量为2300kg来设定规定的弹簧力，对仅具有突起3的制动件与在凸曲面的突出位置具备横向边缘2的制动件进行了比较。其结果是，在将比较例23的摩擦系数的下降比例设为1时，具备横向边缘2的实施例24中的摩擦系数下降为约0.45而被抑制到一半以下。需要说明的是，在比较例23中，第二次的减速度具有低于规定范围下限值的制动特性。

图11是示出本发明的另一实施方式的紧急停止装置的主视图。在(a)中，将设于制动件1与引导构件11之间的辊单元12中的辊12a较多地配置在设有横向边缘2的位置。另外在(b)中，将与引导构件11的辊单元12抵接的面设为凸曲面11a，且设定为制动件1的横向边缘2位于突起顶点附近。此外在(c)中，沿上下方向分割弹簧构件，在将用于向导轨按压横向边缘的弹簧构件11b设定为比其他弹簧构件11a、11c大的弹簧时，能够进一步提高导轨8的切削性，摩擦系数变动能够变小。

另外，当具备多组目前说明的多个突起和边缘的组合时，削掉加工硬化部的效果更加大，即便实施多次试验也难以受到粘连到制动件面的切屑的影响，摩擦系数变动能够变小。例如，本实施例的紧急停止装置适于不容易受到导轨的物理特性的影响的紧急停止装置。